[feast 06](添加第6章翻译,截至 垃圾回收器的标记清扫策略)

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xiangflight
2019-06-12 23:13:55 +08:00
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@@ -688,6 +688,26 @@ Error: checked out
### 垃圾回收器如何工作
如果你以前用过的语言,在堆上分配对象的代价十分高昂,你可能自然会觉得 Java 中所有对象(基本类型除外)在堆上分配的方式也十分高昂。然而,垃圾回收器能很明显地提高对象的创建速度。这听起来很奇怪——存储空间的释放影响了存储空间的分配,但这确实是某些 Java 虚拟机的工作方式。这也意味着Java 从堆空间分配的速度可以和其他语言在栈上分配空间的速度相媲美。
例如,你可以把 C++ 里的堆想象成一个院子,里面每个对象都负责管理自己的地盘。一段时间后,对象可能被销毁,但地盘必须复用。在某些 Java 虚拟机中堆的实现截然不同它更像一个传送带每分配一个新对象它就向前移动一格。这意味着对象存储空间的分配速度特别快。Java 的"堆指针"只是简单地移动到尚未分配的区域,所以它的效率与 C++ 在栈上分配空间的效率相当。当然实际过程中,在簿记工作方面还有少量额外开销,但是这部分开销比不上查找可用空间开销大。
你可能意识到了Java 中的堆并非完全像传送带那样工作。要是那样的话,势必会导致频繁的内存页面调度——将其移进移出硬盘,因此会显得需要拥有比实际需要更多的内存。页面调度会显著影响性能。最终,在创建了足够多的对象后,内存资源被耗尽。其中的秘密在于垃圾回收器的介入。当它工作时,一边回收内存,一边使堆中的对象紧凑排列,这样"堆指针"就可以很容易地移动到更靠近传送带的开始处,也就尽量避免了页面错误。垃圾回收器通过重新排列对象,实现了一种高速的、有无限空间可分配的堆模型。
要想理解 Java 中的垃圾回收,先了解其他系统中的垃圾回收机制将会很有帮助。一种简单但速度很慢的垃圾回收机制叫做*引用计数*。每个对象中含有一个引用计数器,每当有引用指向该对象时,引用计数加 1。当引用离开作用域或被置为 **null** 时,引用计数减 1。因此管理引用计数是一个开销不大但是在程序的整个生命周期频繁发生的负担。垃圾回收器会遍历含有全部对象的列表当发现某个对象的引用计数为 0 时,就释放其占用的空间(但是,引用计数模式经常会在计数为 0 时立即释放对象)。这个机制存在一个缺点:如果对象之间存在循环引用,那么它们的引用计数都不为 0就会出现应该被回收但无法被回收的情况。对垃圾回收器而言定位这样的循环引用所需的工作量极大。引用计数常用来说明垃圾回收的工作方式但似乎从未被应用于任何一种 Java 虚拟机实现中。
在更快的策略中,垃圾回收器并非基于引用计数。它们依据的是:对于任意"活"的对象,一定能最终追溯到其存活在栈或静态存储区中的引用。这个引用链条可能会穿过数个对象层次,由此,如果从栈或静态存储区出发,遍历所有的引用,你将会发现所有"活"的对象。对于发现的每个引用,必须追踪它所引用的对象,然后是该对象包含的所有引用,如此反复进行,直到访问完"根源于栈或静态存储区的引用"所形成的整个网络。你所访问过的对象一定是"活"的。注意,这解决了对象间循环引用的问题,这些对象不会被发现,因此也就被自动回收了。
在这种方式下Java 虚拟机采用了一种*自适应*的垃圾回收技术。至于如何处理找到的存活对象,取决于不同的 Java 虚拟机实现。其中有一种做法叫做停止-复制stop-and-copy。顾名思义这需要先暂停程序的运行不属于后台回收模式然后将所有存活的对象从当前堆复制到另一个堆没有复制的就是需要被垃圾回收的。另外当对象被复制到新堆时它们是一个挨着一个紧凑排列然后就可以按照前面描述的那样简单、直接地分配新空间了。
当对象从一处复制到另一处,所有指向它的引用都必须修正。位于栈或静态存储区的引用可以直接被修正,但可能还有其他指向这些对象的引用,它们在遍历的过程中才能被找到(可以想象成一个表格,将旧地址映射到新地址)。
这种所谓的"复制回收器"效率低下主要因为两个原因。其一:得有两个堆,然后在这两个分离的堆之间来回折腾,得维护比实际需要多一倍的空间。某些 Java 虚拟机对此问题的处理方式是,按需从堆中分配几块较大的内存,复制动作发生在这些大块内存之间。
其二在于复制本身。一旦程序进入稳定状态之后,可能只会产生少量垃圾,甚至没有垃圾。尽管如此,复制回收器仍然会将所有内存从一处复制到另一处,这很浪费。为了避免这种状况,一些 Java 虚拟机会进行检查:要是没有新垃圾产生,就会转化到另一种模式(即"自适应")。这种模式称为标记-清扫mark-and-sweepSun 公司早期版本的 Java 虚拟机一直使用这种这种技术。对一般用途而言,"标记-清扫"方式速度相当慢,但是当你知道程序只会产生少量垃圾甚至不产生垃圾时,它的速度就很快了。
"标记-清扫"
<!-- Member Initialization -->
## 成员初始化